機械原理課程設計(粉末成型壓機).doc

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1、機械原理課程設計題目：粉末成型壓機設計者：專業(yè)：機械設計制造及其自動化指導教師：年月日第一部分設計原理及設計要求一、工作原理及工藝動作過程粉末冶金是將金屬等粉末的混合料，通過壓制成型和燒結(jié)而制成零件或成品材料的一種工藝方法。在壓制長徑比h/d<1~1.5的圓柱體壓坯時，可采用單向壓制，即壓制時僅一個方向施壓。壓制過程中，陰模固定不動，其它執(zhí)行件動作如圖1所示。二、設計要求1、上模沖壓制機構(gòu)應具有以下特性：快速接近粉料，慢速等速壓制，壓制到位后停歇片刻（約0.4秒）保壓或接近壓制行程終點時再放慢速度而起到

2、保壓作用。2、脫模機構(gòu)應使下模沖頂出距離準確，復位時要求速度快而沖擊小。3、送分機構(gòu)要嚴格遵守壓制周期的運動規(guī)律。4、進一步要求：讓上沖模和下沖模的行程可調(diào)。三、主要技術(shù)參數(shù)要求1、每分鐘壓制次數(shù)為10~40次；2、壓坯最大直徑為45mm；3、上模沖最大行程為110mm；4、送粉器行程為115mm；5、脫模最大行程為45mm；6、壓制及脫模能力最大為58KN；四、課程設計任務要求1、按各個執(zhí)行件的工藝動作要求擬定運動循環(huán)圖；2、進行執(zhí)行機構(gòu)即壓制機構(gòu)、脫模機構(gòu)、送粉機構(gòu)的選型；3、機械運動方案的評價和確

3、定，并進行執(zhí)行機構(gòu)運動學尺寸計算和必要的運動分析；4、按選定的電機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機構(gòu)傳動方案，并進行傳動機構(gòu)運動學尺寸計算；5、畫出機械運動方案簡圖；6、編制設計說明書（內(nèi)容包括上述任務的設計、分析計算及結(jié)果、圖）；7、進一步工作：執(zhí)行機構(gòu)的動畫演示、凸輪的數(shù)控加工等。第二部分機構(gòu)運動循環(huán)圖的確定和各個執(zhí)行構(gòu)件的選型一、各執(zhí)行構(gòu)件的工藝動作和運動循環(huán)圖1功能分析根據(jù)任務書要求，有下圖分析得知該系統(tǒng)的主功能為將粉料壓制成型，為完成主功能又可分解為四個功能，即上沖頭的壓下，下沖頭的壓上，篩料推片和

4、成新模具，如圖所示。待設定系統(tǒng)粉料機械能控制訊號片坯圖總功能上沖頭壓下下沖頭壓上篩料推片模壓成型圖2上模沖壓制機構(gòu)的工藝動作：上模沖壓制機構(gòu)的曲柄在0o（在這里特殊規(guī)定0o是使上模沖位于最高位置的極位角度）到150°（這個數(shù)值由設計的極位夾角決定）要完成上模沖的下降和沖壓過程；在150o到360o內(nèi)要完成上模沖和粉料脫離并使上模沖繼續(xù)向上升的工藝動作。3下模沖脫模機構(gòu)的工藝動作：在上模沖下降和沖壓的過程中下模沖要保持不動，在上模沖脫離的同時下模沖上升，然后保持不動，最后下模沖下降復位，從而完成該凸輪機構(gòu)

5、的一周旋轉(zhuǎn)工作。4送粉機構(gòu)的工藝動作：在上模沖和下模沖完成一周的運動的同時，送粉機構(gòu)要先完成送粉、復位和等待這三個工藝動作，然后再完成推料、復位和等待這三個工藝動作。360°180°0°上模沖下降壓制保壓脫離上升下模沖不動上升不動下降送粉機構(gòu)送粉回程推料回程360°360°0°圖2結(jié)合上模沖壓制機構(gòu)、下模沖脫模機構(gòu)和送粉機構(gòu)的各個工藝動作擬定運動循環(huán)圖如圖2所示：二、各運動構(gòu)件的選型（一）各運動構(gòu)件的功能分析1、上模沖壓制機構(gòu)：上模沖要求沖頭能夠快速接近粉料，并且能有保壓過程，然后返回。由此可以看出這要

6、求我們所選的上模沖壓制機構(gòu)要有急回特性，所以我們可以采用曲柄滑塊機構(gòu)或者凸輪機構(gòu)。對于曲柄滑塊機構(gòu)我們要采用偏置曲柄滑塊機構(gòu)才會具有急回特性。由于當凸輪機構(gòu)作為上模沖壓制機構(gòu)時，若上模沖沖擊力過大會造成凸輪推桿的斷裂，所以若要求上模沖沖擊力較大時不宜采用凸輪機構(gòu)。2、下模沖脫模機構(gòu)：下模沖要求頂出距離準確，復位時要求速度快而沖擊小，并且要求下模沖的運動規(guī)律很嚴格，所以我們可以采用凸輪機構(gòu)。若采用凸輪機構(gòu)也還是會有一定的缺點，就是當上模沖的沖頭沖壓時必定會對下模沖凸輪脫模機構(gòu)的推桿產(chǎn)生一定的影響，容易造成

7、下模沖凸輪機構(gòu)推桿的斷裂。3、送粉機構(gòu)：本題目要求送粉機構(gòu)的運動周期嚴格并且具有行程要求。根據(jù)此項要求我們可以采用對心曲柄滑塊機構(gòu)或者凸輪機構(gòu)。若采用對心曲柄滑塊機構(gòu)則無法保證留有送粉機構(gòu)在送粉回程后和推料推程前的間歇時間。如果不存在間歇時間就會使送粉和推料的速度大大降低，故采用對心曲柄滑塊機構(gòu)還是有一定的缺點的。綜合上面的分析，我們可以采用偏置曲柄滑塊機構(gòu)。根據(jù)以上對上模沖壓制機構(gòu)、下模沖脫模機構(gòu)和送粉機構(gòu)的分析我們可以設計出幾種粉末成型壓機的機構(gòu)簡圖，在運動方案選擇和確定上會一一加以描述。（二）運動

8、方案的選擇和確定關(guān)于運動機構(gòu)的選擇，我們找到了一些可以完成運動功能的機構(gòu)，如下圖所示：牛頭刨床的急回機構(gòu)，優(yōu)點進程速度平穩(wěn)，回程時間短。曲柄滑塊機構(gòu)圓柱凸輪機構(gòu)，可用于水平送料凸輪推桿機構(gòu)平面六桿機構(gòu)根據(jù)所選的機構(gòu)，我們設計了三種不同的方案如下：方案一：方案二方案三最終，我們選擇上沖模用平面六桿機構(gòu)，水平送料用曲柄滑塊機構(gòu)，下沖模采用凸輪推桿機構(gòu)。即方案一第三部分所選機構(gòu)傳動系統(tǒng)的選擇上沖模機構(gòu)運動分析取OD1=r=70mm?;?θ=20°